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矿业科学学报 2022年第5期7卷 604-614页

作者：李昆李春全孙志明中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

以粉煤灰为原料,采用碱熔-水热法合成NaA型分子筛。通过单因素试验探究了水热温度、水热时间、碱浓度、碱灰比对制备分子筛的影响,采用静态饱和吸水量和钙离子交换量对所制备分子筛的性能进行评价。结果表明:水热温度100℃、水热时间5 h... 详细信息

以粉煤灰为原料,采用碱熔-水热法合成NaA型分子筛。通过单因素试验探究了水热温度、水热时间、碱浓度、碱灰比对制备分子筛的影响,采用静态饱和吸水量和钙离子交换量对所制备分子筛的性能进行评价。结果表明:水热温度100℃、水热时间5 h、NaOH浓度2.73 mol/L、碱灰比2.8有利于NaA型分子筛的合成,其钙离子交换量最高可达374.63 mg/g。利用合成的NaA型分子筛对液相中的铅离子进行吸附研究,在分子筛投加量1 g/L、溶液pH值6.2、吸附温度25℃、吸附60 min时,吸附容量(Q_(e))最高可达471.51 mg/g;分子筛的吸附等温线更加符合Langmuir等温线模型,饱和吸附容量(Q_(m))可达580.18 mg/g。

关键词：粉煤灰 NaA分子筛碱熔-水热法铅离子吸附

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粉煤灰合成沸石分子筛及其对铅离子的吸附性能研究

粉煤灰合成沸石分子筛及其对铅离子的吸附性能研究

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作者：张徐宁太原理工大学

学位级别：硕士

粉煤灰是火力发电厂煤燃烧后产生的固体废弃物,随着我国能源需求的不断加大,粉煤灰的排放量与日俱增。目前,一部分粉煤灰用于水泥生产,建材制品和填充物等方面,还有很大一部分粉煤灰则是露天堆放,不仅占用了大量土地,而且造成严重的环... 详细信息

粉煤灰是火力发电厂煤燃烧后产生的固体废弃物,随着我国能源需求的不断加大,粉煤灰的排放量与日俱增。目前,一部分粉煤灰用于水泥生产,建材制品和填充物等方面,还有很大一部分粉煤灰则是露天堆放,不仅占用了大量土地,而且造成严重的环境污染。因此,粉煤灰资源化利用技术的开发和应用势在必行。沸石分子筛具有较大的比表面积和孔容,有良好的离子交换性能和吸附性能,被广泛应用于化学工业、石油化工和环境保护等领域。用粉煤灰合成沸石分子筛可为粉煤灰的减量化和资源化利用找到一条新途径,同时可为废水处理提供了一种高效廉价的吸附剂,具有明显的经济、社会和环境效益。本论文采用碱熔融-水热合成法,系统研究了制备条件对粉煤灰合成4A沸石分子筛的影响,优化了工艺参数,无需外加硅铝成分,成功合成了4A沸石分子筛,并对粉煤灰中硅铝溶出物合成高纯ZSM-5和13X沸石进行了初步研究;利用X射线衍射法(XRD)、氮吸附-脱附、红外(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对合成样品的结构,比表面积和形貌进行了表征;最后,详细考察了粉煤灰合成沸石样品对铅离子的吸附性能。 4A沸石分子筛的合成：以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法,系统研究了碱熔温度、碱灰比、陈化时间、晶化温度和晶化时间对合成4A分子筛的影响,并用多种技术手段对合成样品的品质进行了表证。结果表明,无需外加硅铝组分,通过控制合成条件,可对产品结构进行调控。当碱灰比(质量比)为1.2,碱熔温度850℃或碱灰比(质量比)为2.8,碱熔温度35℃时,在NaOH浓度2.14mol/L,陈化时间6h,晶化温度90°,晶化时间12h的条件下,用粉煤灰均可成功合成出结晶度高且晶型完整的4A沸石分子筛,分别记为ZFA1和ZFA2。 ZSM-5和13X型沸石分子筛的合成：采用两步法,利用粉煤灰中的硅铝溶出物合成高纯度的ZSM-5和13X型沸石分子筛,并对粉煤灰中硅铝组分的溶出效果和合成样品进行了表征。结果发现,当焙烧温度为650℃,碱灰比为2.4时,粉煤灰中硅和铝的溶出量最大,分别为158.63g/kg和62.73g/kg;然后,利用粉煤灰中硅铝溶出物,在SiO2/Na2O为7.3(摩尔比),SiO2/Al2O3为40(摩尔比),晶化温度180℃和晶化时间72h的条件下,合成出高纯度的ZSM-5沸石;在SiO2/Na2O为1.0(摩尔比),SiO2/Al2O3为3.7(摩尔比),陈化时间5h,晶化温度100℃,晶化时间17h的条件下,合成出高纯度的13X沸石。 ZFA1沸石对铅离子的吸附：在20℃,pH值为5.8,沸石用量4g/L,吸附时间20min时,初始浓度为500mg/L～700mg/L的铅离子的去除率均可达到70%以上,吸附量达90mg/g,铅离子的的吸附过程符合Langmuir吸附等温式,粉煤灰沸石重复使用3次,对铅离子的的去除率仍高达70%以上;ZSM-5对铅离子的吸附：在20℃,pH值为5.39,沸石用量10g/L,吸附时间30min时,对初始浓度为40mg/L～80mg/L的铅离子的去除率均可达到90%以上,吸附量达4mg/g,铅离子的的吸附过程符合Langmuir吸附等温式,吸附动力学表明,吸附过程符合准二级动力学速率方程,沸石重复使用3次,对铅离子的的去除率仍高达92%以上;从二种沸石铅离子吸附结果对比来看,ZFA1沸石对铅离子的吸附具有良好的应用前景。

关键词：粉煤灰碱熔-水热法沸石分子筛铅离子吸附

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粉煤灰碱熔-水热合成沸石用于水溶液中汞的吸附

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硅酸盐通报 2020年第12期39卷 3939-3944页

作者：燕可翀李子鹏李杨敏王平治太原城市职业技术学院工程经济系太原030027 太原理工大学环境科学与工程学院晋中030600

汞被认为是危害最为严重的重金属之一。目前虽已有大量水处理技术可用于水中汞的去除,但由于成本较高等原因均未实现大面积的工业化应用。以工业固废粉煤灰为原料通过碱熔-水热法合成了沸石,可将其应用于水溶液中汞的吸附。结果表明:碱... 详细信息

汞被认为是危害最为严重的重金属之一。目前虽已有大量水处理技术可用于水中汞的去除,但由于成本较高等原因均未实现大面积的工业化应用。以工业固废粉煤灰为原料通过碱熔-水热法合成了沸石,可将其应用于水溶液中汞的吸附。结果表明:碱熔活化可以使得粉煤灰中稳定的莫来石、石英及非晶相矿物转变为钠铝硅酸盐、硅酸钠和钠霞石等矿物;这些矿物可溶于氢氧化钠溶液中,形成富含钠、铝、硅的碱性溶液;在适宜的水热条件下,通过调配铝硅比,可合成纯度较高的NaA型沸石;该法合成的粉煤灰基沸石可有效吸附水溶液中的Hg(II),去除率可达95%左右,吸附过程符合拟二级吸附动力学模型,反应速率同时受到内外扩散影响。

关键词：粉煤灰碱熔-水热法沸石吸附汞

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